电气与自动化工程学院天津大学电气与自动化工程学院前身是1933年成立的北洋大学电机系,素以严谨治学、务实求真而闻名。先后培养出以原清华大学校长高景德院士,北京邮电大学名誉校长叶培大院士,发电工程与设备专家梁维燕院士,电力系统继电保护专家、俄罗斯工程院院士贺家李教授,电力系统分析、规划与仿真专家余贻鑫院士,国际电机领域知名专家陈之藩教授,电力系统著名华人企业家荣智健先生等为代表的一大批各类杰出人才。
    学院现有电气工程、控制科学与工程学科均为博士、硕士学位授权一级学科,并分别设有博士后流动站。在学院所属的8个二级学科(电力系统及其自动化、电机与电器、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置和模式识别与智能系统)中,电力系统及其自动化、检测技术与自动化装置为国家重点学科。学院设有电气工程及其自动化、自动化2个宽口径的本科生专业。每年本科生招生规模在330人左右,研究生在300人左右(硕士研究生约240人,博士研究生约60人)。

      课程主要讲述电能质量技术基础、国家标准、电能质量限值计算、电能质量测量评估技术、电能质量控制技术等内容。主要包括:电能质量基本概念、电力系统电压偏差、频率偏差、电力系统谐波、电压波动和闪变、三相不平衡、暂时过电压和瞬态过电压、电力系统间谐波、电压暂降等电能质量问题以及电能质量国家标准、电能质量评估指标和方法、电能质量控制技术的原理和应用等。

       适合于电气工程研究生教学。

图论是研究离散对象二元关系系统的一个数学分支,作为研究生的学位课之一,本课程要求学生在代数和算法两个方面掌握图论的基本理论与重要应用,理解用图论研究离散二元关系结构的思想方法,并通过讲授与阅读参考文献,了解本学科的最新进展,为以后从事图论、系统优化等方向的科研打下基础。本课程的主要内容包括:图和子图,树,连通度,Euler环游和Hamilton圈,对集,边着色和顶点着色,独立集和团,有向图,网络。

课程内容简介:

标准是为了在一定范围内获得最佳秩序,经协商一致制定并由公认机构批准,共同使用的和重复使用的一种规范性文件。标准以科学、技术和经验的综合成果为基础,以促进最佳的共同效益为目的。标准化是对现实问题或潜在问题制定共同使用和重复使用的条款的活动,主要包括编制、发布和实施标准的过程;主要作用在于为了其预期的目的改进产品、过程或服务的适用性,防止贸易壁垒,并促进技术合作。课程的主要内容包括:

标准与标准化的基本概念和基础知识;标准化工作的法律依据;标准化的管理体制和运行机制;标准的制定要求与方法;标准的实施,标准与知识产权和国际标准与标准化工作等内容。同时,针对部分具体的工业过程测量、控制与自动化标准进行讲解和介绍。

授课方式:

课程形式采用教师课堂授课与行业专家讲座相结合方式。在教师讲授标准化基本概念、制定方法和组织管理的基础上,结合行业专家对具体工业过程中所涉及的主要标准的介绍,使学生对专业相关标准的制定和应用有所了解和掌握。

课程名称

现代自动化技术发展前沿

课程编号

S2033005 

英文名称

Modern   Automation Technology Development and Forefront

授课教师姓名

本领域校外专家

授课教师职称

高级研究人员

开课单位

电气与自动化工程学院

开课学期

春/秋季

学时

16

学分

1

授课方式

专业领域前沿讲座。

课程内容简介

本课程邀请控制工程领域相关专家,介绍控制工程领域与自动化技术发展的最新成果与进展。

考核方式(闭卷考试、开卷考试或文献综述等)

综述报告。

课程名称

多传感器融合

课程编号

S2035007

英文名称

Multisensor Fusion

授课教师姓名

董峰/谭超

授课教师职称

教授/副教授

开课单位

电气与自动化工程学院

开课学期

春季

学时

32

学分

2

授课方式

课程形式采用教师课堂授课与学生文献检索、学习报告和课堂讨论相结合方式。在教师讲授基本概念、原理和方法的基础上,要求学生结合所从事的研究方向,从某一具体的多传感器融合的方法、模型和算法出发,采用分组学习、总结报告和全体参加讨论的形式完成课程学习。

课程内容简介

多传感器融合是指把分布在不同位置的多个同类或不同类的传感器所提供的局部不完整观察量加以综合,消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾,加以互补,降低其不确定性,以形成对系统环境相对完整一致的感知描述,从而提高智能系统决策、规划、反应的快速性和正确性,同时也降低决策风险。

该课程的目的是让学生掌握多传感器融合技术的基本内容和研究方法,建立多源检测信息获取和数据分析的理论体系,探讨该技术在过程系统及参数检测中的应用方法。课程主要内容包括:

(1)多传感器融合的基本概念、特点及主要应用;

(2)多传感器融合的主要结构、类型和基本理论;

(3)多传感器融合的主要方法、模型和典型算法;

(4)多传感器融合技术在过程检测系统的应用。

考核方式(闭卷考试、开卷考试或文献综述等)

要求学生完成课堂报告、提出问题、回答问题和最终的学习报告,考核成绩以四方面的综合成绩评判。

教材

1.   H.B.   Mitchell, Multi-Sensor Data Fusion: An Introduction, Springer, 2007.

2. M.E. Liggins, D.L. Hall, J. Llinas, Handbook of Multisensor Data Fusion: Theory   and Practice (Second Edition), CRC Press, 2007.

主要参考书目及文献

1. E. Waltz, J. Llinas,   Multisensor Data Fusion, Artech House Inc., 1990.

2. I.R. Googman, R.P.S. Mahler,   H.T. Ngutyen, Mathematics of Data Fusion,Kluwer Academic   Publishers,   1997.

This course aims to help students gain a firm understanding in nonlinear systems and master basic control methods and techniques. It intends to build upon the knowledge students acquire in Linear Control Systems (S203G012) and extends it. 

The course in general begins with the basic concepts of nonlinear systems and examples. Then, it introduces second-order systems with emphasis on phase portraits, multiple equilibria, limit cycles and bifurcations, which aims to help students further understand nonlinear dynamics and characteristics. Next, it proceeds to study stability of equilibrium points including basics and linearization, Lyapunov's method, invariance principle, and perturbed systems. For the core concept of this course, it then moves onto the passivity, the input-state and input-output stability as well as nonlinear forms. A core area of this course is to learn how to stabilize nonlinear systems. This includes using various methods such as feedback linearization, backstepping, output feedback, sliding-mode control, and observers. The course concludes by considering some applications regarding involved postgraduate students’ research topics.

  • Pre-requisite: S203G012 - Linear Control Systems (线性控制系统)

  • Assessment: 50% group project including a paper report and an oral presentation, 50% final examination

课程简介】:”多相流测试技术”是为控制科学与工程学科(检测技术与自动化装置专业)博士生开设的选修课。多相流各组分之间存在密度、粘度等物理性质上差异,在重力、温度、压力、分相流量及管道形状等诸多因素作用,使得多相流各组分之间产生滑脱及随机可变的复杂相间界面效应,属流程工业“困难流体”特种检测技术热点及难点问题。本课程重点讲授以下内容:1)多相流流型检测技术;2)多相流分相含率检测技术;3)多相流流量检测技术;4)多相流局部流速、局部浓度、局部泡径检测技术。本课程为今后从事多相流测量科学与技术的博士生提供帮助,通过气液/液液/气液液/气固多相流先进测试技术方案实例讲解,启发学生在相关研究领域中找到切入点,创新研究思路。

学时:20; 学分 1

课程简介】:“多相流传感技术与流体流动”是为控制科学与工程学科(检测技术与自动化装置专业)硕士研究生开设的选修课。首先,介绍多相流流动基础,内容包括:多相流流型、多相流滞留现象、浓度场参数、速度场参数、相界面参数、流动物理模型;然后,重点讲授多相流流动参数传感测量方法,其中,多相流分相含率传感技术有:电导法、电容法、微波法、射线法、超声法、差压法、探针法、光学法等;多相流流速传感技术有:差压流量计、涡轮流量计、相关流量计、电磁流量计、超声流量计等。本课程目的是使学生了解多相流传感测量机理、多相流动态实验技术及多相流参数测量模型建立。

学时:32; 学分 2

本课程从控制科学与工程学科的内涵、外延与定位出发,围绕控制科学与技术的基本原理、核心概念和知识体系,介绍在研究生在开展课题研究过程中,需要完成的文献综述、选题报告、问题研究、实验设计、学术交流和论文写作等阶段,所需要训练和掌握的基本方法和相关注意的问题。

课程形式采用教师课堂讲座与师生互动讨论相结合方式。在教师介绍本学科专业学术及技术研究中相关基本问题和方法的基础上,要求学生针对具体案例,进行课堂分析、讨论的形式完成课程学习。

    现代 电力电子技术是高等工科院校电气工程及自动化、自动化和机电一体化等专业研究生必修的一门专业基础课,这门课横跨电力、电子和控制三个领域,是现代电子技术的基础,是弱电对强电实现控制的桥梁和纽带,也是从事相关工作的专业技术人员必须掌握的知识之一 。   

 

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自助选课

从应用的角度,介绍人工智能求解问题的方法。

《多传感器数据溶合》是检测技术与自动化装置学科硕士、博士研究生选修课。目的是掌握多传感器融合技术的基本内容和研究方法。建立多源检测信息获取和数据分析的理论体系,探讨该技术在复杂过程系统参数检测中的最新发展和应用。

教学目的:本课程主要介绍并行处理与分布式系统的相关理论知识和新进展,使学生了解并行计算机系统概念、并行与分布处理的原理和概念、并行计算的特点,并掌握在科研工作中应用并行处理的能力。

教学基本内容:并行计算机系统结构介绍;并行算法的设计;并行数值算法;并行程序设计;并行与分布处理的原理和概念;分布式系统的结构与应用。

Aim: This course aims to introduce the recent progresses in the fields of parallel processing. From the course students can master the basic concepts, theory and universal methods about parallel computing, parallel computer and distributed system, and have the ability to use them for further research.

Contents: The main teaching contents include the basic knowledge of parallel computer; the concepts of parallel computing; the principle of parallel and distributed processing; and distributed system applications.

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN),并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。 无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。 本课程重点讲述无线传感器的系统特点,网络协议,关键技术和主要应用。

本课程的起点与大学本科电类专业的电路课程相衔接,是学习网络理论的基础,是为电力类专业研究生开设的一门技术基础课。

本课程的基本内容包括:网络元件、网络参数和网络特性,二端口元件的参数及性质,n端网络简介,网络图的概念及定义,图的关联矩阵,独立变量组,图形的树数,求全部树,支路方程,回路和网孔电流方程,节点电压和割集电压方程,撕裂法,割集方程和回路方程的拓扑解,驱动点函数的拓扑解,传输函数的拓扑解,含有受控源网络的传输导纳,节点方程的拓扑解,信号流图的构成方法,信号流图的基本简化规则,梅森公式,初始型状态—输出方程的建立,化初始型状态—输出方程为标准型,含源网络状态方程初值分析方法。

本课程要求掌握线性网络的基本理论知识并能用所学的知识和方法分析求解线性网络,学会用计算机辅助分析网络。

         

课程简介】:“非线性信息处理技术”(课程编号:S203G016)是为控制科学与工程学科硕士生开设的选修课。本着加强硕士研究生现代信息处理能力之目的,本课程着力从实验观测数据角度讨论非线性系统如下重要特征:自相似性、长程相关性、复杂性、递归性、不确定性、非稳定性、非均衡性、非对称性、非线性成分等,以期使学生对正在发展的非线性信息处理技术有所了解,并为之打下研究非线性科学基础。

教学大纲】:第一章 混沌与分形简介:几种典型混沌系统,定性观测混沌方法,通向混沌的主要途径,分形现象,分形维数;第二章 分形时间序列分析:分形布朗运动,分形时间序列分析方法,幅值与符号相关性,多重分形奇异谱,应用举例;第三章 相空间重构:嵌入相空间,嵌入参数算法(延迟时间及嵌入维数),混沌不变量(关联维数,Kolmogorov熵,Lyapunov指数,近似熵),应用举例;第四章 递归图及递归定量分析:递归图及其基本结构仿真,几种典型非线性系统递归图,递归定量分析,应用举例;第五章 混沌吸引子形态特征分析:吸引子矩特征量,吸引子形态周界测度分析,吸引子概念分布差异特性分析;第六章 多尺度非线性分析:多尺度样本熵,多尺度交叉熵,多尺度排列熵,多尺度复杂熵因果关系平面,多尺度时间不可逆性。

教学要求】:通过该课程的学习,要求同学们重点掌握以下内容:(1).了解几种典型混沌系统特性,学会定性观测混沌方法,认识分形现象,掌握分形维数概念及其数学表达;(2).掌握分形时间序列分析方法及其算法实现,学会从统计自相似角度刻画系统的复杂性;(3). 能够使用递归图及递归定量分析识别复杂系统模式;(4). 掌握混沌时间序列分析方法及其算法实现,学会从混沌不变量表征非线性系统的复杂性及不稳定性;(5). 掌握混沌吸引子形态特征分析方法及其算法实现,学会从吸引子形态特征角度识别复杂系统模式;(6). 掌握多尺度非线性分析方法及其算法实现,学会从微观及宏观角度联合分析非线性动力学系统演化特性。

教学计划】:共32学时(2学分)。教学学时分配如下:第一章 混沌与分形简介(6学时):几种典型混沌系统(2学时),定性观测混沌方法(1学时),通向混沌的主要途径(1学时),分形现象及分形维数(2学时);第二章 分形时间序列分析(6学时):分形布朗运动(1学时),分形时间序列分析方法(3学时),幅值与符号相关性(1学时),多重分形奇异谱(1学时);第三章 相空间重构(8学时):嵌入相空间及嵌入参数算法(4学时),混沌不变量(4学时);第四章 递归图及递归定量分析(3学时):递归图及其基本结构仿真(1学时),几种典型非线性系统递归图(1学时),递归定量分析(1学时);第五章 混沌吸引子形态特征分析(4学时):吸引子矩特征量(1学时),吸引子形态周界测度分析(1学时),吸引子概念分布差异特性分析(2学时);第六章 多尺度非线性分析(5学时):多尺度样本熵(1学时),多尺度交叉熵(1学时),多尺度排列熵(1学时),多尺度复杂熵因果关系平面(1学时),多尺度时间不可逆性(1学时)。

教核方式】:期末考试60%,平时作业40%。

教材及参考书】:

(1)非线性信息处理技术,金宁德,高忠科 编著,天津大学出版社,2017

(2) 混沌时间序列分析及其应用, 吕金虎等编著, 武汉大学出版社, 2003

(3) 非线性动力学,刘秉正,彭建华 编著,高等教育出版社,2005.

(4) Non. Time Series  Analysis, Holger K et al, Cam. Uni. Press, 2003